Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при ремонтных работах для сооружения гравийного фильтра в скважине.

Известны способы сооружения гравийных скважинных фильтров, основанные на использовании гравия разной степени крупности для увеличения пропуска флюида, например способ, заключающийся в многослойной по высоте засыпке фильтрующего пространства слоями из гравия различного фракционного состава [1].

Недостатком такого способа является его низкая способность фильтрационного задержания частиц пластового песка.

Известен способ сооружения гравийного фильтра в скважине, наиболее близкий к предлагаемому, в котором в кольцевое фильтрующее пространство скважин закачивают гравийную смесь, содержащую частицы различного фракционного состава, при этом гравийный фильтр формируется с размером частиц, постепенно уменьшающимися от каркаса фильтра к стенкам скважины [2]. Недостатком способа является возможный межслойный перенос частиц гравия. При вводе скважины в эксплуатацию за счет подъемной силы восходящего потока флюида мелкие частицы гравия и пластового песка могут внедряться в упаковку крупного гравия и кольматировать его. В результате снижается фильтрационная способность фильтра и его газопроницаемость.

Предлагаемый способ решает задачу создания эффективного гравийного фильтра в скважине, имеющего высокую газопроницаемость и фильтрующую способность.

Поставленная задача решается тем, что способ сооружения гравийного фильтра в скважине заключается в закачке в кольцевое фильтрующее пространство гравийной смеси, содержащей частицы различного фракционного состава. Новым является то, что гравийную смесь готовят путем перемешивания трех фракций частиц при следующих соотношениях, % по объему:
Фракция 0,4 - 0,8 мм - 10
Фракция 0,6 - 1,2 мм - 30-40
Фракция 1,2 - 1,8 мм - 50-60
Совокупность заявляемых признаков способа позволяет получить высокую газопроницаемость фильтрующего слоя при наиболее полном фильтрационном задержании частиц пластового песка. Заявляемые соотношения фракционного состава гравийного материала при его перемешивании обеспечивают эффективное размещение более мелких фракций между более крупными, способствуя получению названного технического результата.

Способ осуществляется следующим образом.

Гравий для сооружения гравийного массива в процессе освоения скважины намывают в призабойную зону жидкостью-гравиеносителем. Гравийно-жидкостную смесь (ГЖС) готовят на поверхности при использовании, например, установки для намыва гравия УНПД, известной специалистам в данной области техники.

Пример 1.

Для приготовления гравийной смеси берут 0,4 т песка фракции 0,4-0,8 мм (10% по объему смеси), 1,2 т песка фракции 0,6-1,2 мм (30% по объему смеси) и 2,4 т песка фракции 1,2-1,8 мм (60% по объему смеси). Все три фракции хорошо перемешивают в механической мешалке до получения однородной смеси. Затем смесь подают в бункер-накопитель, откуда она поступает в емкость установки для намыва гравия, куда насосом подают 30 м³ жидкости-гравиеносителя, например газового конденсата, получая гравийно-жидкостную смесь (ГЖС). Готовую ГЖС закачивают насосным агрегатом установки УНПД в скважину. Закачка ГЖС в скважину производится по линии высокого давления через затрубное пространство. Дойдя до фильтровой компоновки, пульпа разделяется на жидкость-носитель, которая, пройдя сквозь щели фильтра-каркаса, поднимается на поверхность по насосно-компрессорным трубам, а гравий остается в кольцевом пространстве между фильтровой компоновкой и стенкой скважины. Результаты испытаний гравийной набивки фильтра на газопроницаемость и фильтрационное задержание пластового песка на установке фирмы "Хайкал" производства США представлены в таблице, опыт 1.

Пример 2.

Для приготовления гравийной смеси берут 0,4 т песка фракции 0,4-0,8 мм (10% по объему смеси), 1,6 т песка фракции 0,6-1,2 мм (40% по объему смеси) и 2 т песка фракции 1,2-1,8 мм (50% по объему смеси). Далее процесс сооружения фильтра осуществляют аналогично примеру 1. Результаты испытаний гравийной набивки представлены в таблице, опыт 2.

Пример 3.

Для приготовления гравийной смеси берут 0,4 т песка фракции 0,4-0,8 мм (10% по объему смеси), 0,4 т песка фракции 0,6-1,2 мм (10% по объему смеси) и 3,2 т песка фракции 1,2-1,8 мм (80% по объему смеси). Далее процесс сооружения фильтра осуществляют аналогично примеру 1. Результаты испытаний гравийной набивки представлены в таблице, опыт 3.

Из таблицы видно, что гравийные набивки из смесей с заявляемыми соотношениями фракционного состава (опыт 1, 2) имеют высокие показатели газопроницаемости при оптимальном пескопроявлении по линии подачи газа, в то время как, например, увеличение содержания фракции 1,2-1,8 мм в 2 раза понижает проницаемость гравийной набивки (опыт 3) при равной пескозадерживающей способности и применение такого состава не позволяет достичь желаемого технического результата.

Коэффициент газопроницаемости вычислили по формуле

где К - коэффициент газопроницаемости, 10^-3 мкм² (миллидарси);
Q= V/T - расход газа, замеренный на входе в образец (при атмосферных условиях), см³/с;
V - объем газа, прошедший через образец, см³;
М - вязкость газа при условиях фильтрации (t^oC) сПуаз;
ΔР - перепад давления на насыпной модели гравийного фильтра между входом и выходом, атм;
Р_бар - барометрическое давление, атм;
L - толщина "гравийной набивки", см;
А - площадь поперечного сечения, см².

Источники информации
1. А.с. СССР 1460208, Е 21 В 43/04, 1987 г.

2. А.с. СССР 1481384, Е 21 В 43/08, 1987 г.